CN1881007A - 光路校正装置和使用该光路校正装置的光拾取器 - Google Patents

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Abstract

光路校正装置和使用该光路校正装置的光拾取器。本发明的目的是提供对与CD、DVD、以及BD对应的3波长激光器的光路进行校正的光路校正装置，并提供3波长对应的光拾取器。光路校正装置(14)具有第一波长板(15)、第一双折射板(16)、第二波长板(17)、第二双折射板(18)以及第三波长板(19)，配置在3波长激光器(20)的前方。本发明中的3波长对应的光路校正装置(14)使用2块双折射板，并发挥如下作用：使用第一双折射板(15)使3波长激光器射出的波长λ1和波长λ2的激光在同一光路上传播，然后，使用第二双折射板(18)使前述波长λ1和波长λ2的激光、以及3波长激光器射出的波长λ3的激光在同一光路上传播。

Description

光路校正装置和使用该光路校正装置的光拾取器
技术领域
本发明涉及光路校正装置和使用该光路校正装置的光拾取器，特别涉及对3波长激光器射出的三种不同波长的线偏振光的光路进行校正的光路校正装置和使用该光路校正装置的光拾取器。
背景技术
在光盘装置和光磁盘装置中使用的光拾取器，为了与CD或DVD等种类不同的光盘对应，具有使用波长不同的二种激光的结构。因此，单片式集成型的2波长激光器得到实用化，该2波长激光器是在一个半导体基板上形成二个不同波长(例如，650nm、785nm)的激光光源的激光器。该二个激光光源隔开规定距离(数十～百数十μm)来配置，由于射出二种不同波长的平行光，为了把2波长激光器用于光拾取器，需要光路校正功能，以使二种激光在同一光路上传播。
图10是示出以往的光路校正装置的例子的结构图。光路校正装置1具有波长板2、双折射板3以及波长板4，配置在2波长激光器5的前方。
从2波长激光器5射出的波长650nm的激光S101、或者波长785nm的激光S102是具有彼此相同的偏光方向的线偏振光，以光路间隔d平行传播。
波长板2是具有双折射性的晶体或者高分子膜，并构成为使得从2波长激光器5射出的一种激光S102的偏光方向旋转90°，另一种激光S101的偏光方向不旋转而按原样射出，从而把激光S102转换成激光P102，使激光S101和激光P102成为相互正交的线偏振光。
因此，波长板2构成为针对波长λ2的激光S102作为1/2波长板执行功能，即，把波长板2的板厚设定成，针对入射到波长板2的激光S101产生2π·m101的相位差，针对激光S102产生π·(2n101-1)的相位差(m101、n101是整数)。
然后，双折射板3由具有双折射性的铌酸锂或金红石等晶体构成，或由液晶构成，其主截面构成为，相对于一种激光S101的线偏振光平行，相对于另一种激光P102的线偏振光正交。
因此，从前述波长板2入射的激光P102相对于光轴Ao成为普通光线，在该状态下直行透过双折射板3，偏光方向与激光P102正交的激光S101的线偏振光相对于光轴Ao成为异常光线，进行折射透射。把双折射板3的板厚t设定成，使该折射后的激光S101在透过双折射板3时，在与激光P102相同的光路上传播。
然后，波长板4是具有双折射性的晶体或者高分子膜，构成为，相对于透过双折射板3的偏光方向相互正交的线偏振光即激光S101和激光P102，使一种激光P102的偏光方向旋转90°，使另一种激光S101的偏光方向不旋转而按原样射出，从而把激光P102转换成激光S102，使激光S101和激光S102成为偏光方向相同的线偏振光。
因此，波长板4构成为针对波长λ2的激光P102作为1/2波长板执行功能，即，把波长板4的板厚设定成，针对透过双折射板3的激光S101产生2π·m201的相位差，针对激光P102产生π·(2n201-1)的相位差(m201、n201是整数)。
因此，通过使用该光路校正装置，可进行光路校正，以使2波长激光器5射出的波长650nm的激光S101和波长785nm的激光S102在同一光路上传播。
下面，对把以往的光路校正装置用于光拾取器的实施例进行说明。
图11示出把以往的光路校正装置1应用于光拾取器的情况下的示意图的例子。光拾取器6由以下构成：2波长激光器5，其射出偏光方向相互平行的二种不同波长的线偏振光；光路校正装置1，其进行光路校正，以使该2波长激光器5射出的激光S101和激光S102在同一光路上传播；半透半反镜7，其以规定比率分离从该光路校正装置1射出的激光；波长板9，在该半透半反镜7的分离面进行90°反射的激光入射到该波长板9，该波长板9把该激光转换成圆偏振光，并把作为从后述的物镜射出的来自光盘8的反射光的成为圆偏振光的激光转换成线偏振光；物镜11，其把从该波长板9射出的成为圆偏振光的激光聚光在形成于光盘8的凹坑10，并且在该凹坑10上反射的激光入射到该物镜11；光检测器12，其经由前述半透半反镜7对从前述波长板9射出的成为线偏振光的激光进行检测；以及监视光检测器13，其对透过前述半透半反镜7的分离面的2波长激光器5的射出级别进行监视。
对图11的动作进行说明，从2波长激光器5射出的例如波长650nm的激光S101或者波长785nm的激光S102是具有彼此相同的偏光方向的线偏振光，以规定的光路间隔平行传播，入射到光路校正装置1。在光路校正装置1中，如前所述，使用多个波长板和双折射板，进行光路校正，以使2波长激光器5射出的激光S101和激光S102在同一光路上传播。并且，关于从光路校正装置1射出的激光，激光S101和激光S102全都是偏光方向相同的线偏振光，将二种激光合成激光L1。
然后，从光路校正装置1射出的激光L1被入射到半透半反镜7，例如，分别分离成：激光L1中的约90％在分离面被进行90°反射成为激光L2，以及前述激光L1的约10％透过分离面成为激光L3。
然后，通过半透半反镜7反射的激光L2入射到波长板9。波长板9作为1/4波长板执行功能，并发挥作用使线偏振光的普通光分量与异常光分量的相位差为90°，波长板9的射出光成为将相位相互偏离了90°的普通光分量和异常光分量合成的2波长都为圆偏振光的激光L4。
从波长板9射出成为圆偏振光的激光L4由聚光透镜11聚光而成为激光L5，被照射到形成于光盘8的凹坑10。于是，圆偏振光的激光L5成为在凹坑10的表面根据镜面对称关系进行了逆旋转的圆偏振光，被反射。被反射的圆偏振光的激光L6通过前述聚光透镜11成为激光L7，入射到波长板9，被转换成线偏振光的激光L8而射出。该射出的线偏振光的激光L8成为偏光方向与被前述半透半反镜7反射而入射到波长板9的线偏振光的激光L4正交的线偏振光，防止照射到光盘8上的激光与由光盘8反射的激光相互干扰，防止引起光学特性的劣化。
然后，激光L8入射到半透半反镜7，在该状态下透过该半透半反镜7，入射到光检测器12，读出写入在光盘内的信息。
另一方面，透过了半透半反镜7的规定量的前述激光L3入射到监视光检测器13，对2波长激光器5射出的激光的射出级别进行监视。在光拾取器中，需要使激光元件射出的激光的射出级别保持恒定，在监视用的光检测器中接收激光的一部分，通过APC(自动功率控制)电路(未作图示)控制激光元件的驱动电路，保持激光的射出级别恒定。在图11所示的光拾取器中，作为监视激光的射出级别的手段，采用精度高的前监视(front monitor)方式。
【专利文献1】日本特願2004-112507号
近年来，除了以往的CD、DVD等光盘以外，更大容量的Blu-ray盘和HD、DVD等被称为蓝色激光盘(以下称为BD)的光盘也得到实用化，对于光拾取器而言，除了CD、DVD等光盘以外，还要求与BD对应。BD使用波长为400nm左右的激光，为了与以往使用的、使用660nm或者785nm的激光的光拾取器具有互换性，构成光拾取器的光学部件需要与前述三种波长的激光对应。
另一方面，近年来，作为与前述三种波长对应的激光二极管，开发出了从一个封装件射出波长660nm的激光、波长785nm的激光、以及波长405nm的激光的3波长激光器，内置的三个激光光源隔开规定的距离来配置，射出三种不同波长的平行光。因此，为了把3波长激光器用于光拾取器，需要光路校正功能，以使三种激光在同一光路上传播。
然而，以往的光拾取器所使用的光路校正装置对应于2种波长，当为了使光拾取器对应于3种波长而使用3波长激光器时，需要与3波长对应的光路校正装置，因而期望开发出3波长对应的光路校正装置。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的是提供光路校正装置，对与CD、DVD、以及BD对应的3波长激光器的光路进行校正，并提供3波长对应的光拾取器。
为了达到上述目的，本发明的光路校正装置和使用该光路校正装置的光拾取器采用以下构成。
权利要求1所述的光路校正装置具有：第一波长板，偏光方向相同且光路平行的三种不同波长λ1、波长λ2以及波长λ3的线偏振光入射到该第一波长板；第一双折射板，从该第一波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第一双折射板；第二波长板，透过了该第一双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二波长板；第二双折射板，从该第二波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二双折射板；以及第三波长板，透过了该第二双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第三波长板，其中，前述第一波长板针对波长λ1的线偏振光产生2π·m1的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生π·(2n1-1)的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q1的相位差(m1、n1、q1是整数)；前述第一双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ2的线偏振光成为普通光线，另一方面，波长λ1和波长λ3的线偏振光成为异常光线，当设校正光路的距离为d1，设双折射板对普通光线的折射率为n0，设双折射板对异常光线的折射率为ne，设双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，设双折射板的板厚为t1时，满足关系式t1＝d1·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；前述第二波长板针对波长λ1的线偏振光产生π·(2m2-1)的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生2π·n2的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q2的相位差(m2、n2、q2是整数)；前述第二双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ1和波长λ2的线偏振光成为异常光线，另一方面，波长λ3的线偏振光成为普通光线，当设校正光路的距离为d2，设双折射板对普通光线的折射率为n0，设双折射板对异常光线的折射率为ne，设双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，设双折射板的板厚为t2时，满足关系式t2＝d2·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；前述第三波长板针对波长λ1的线偏振光产生π·(2m3-1)的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生π·(2n3-1)的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q3的相位差(m3、n3、q3是整数)。
权利要求2所述的光路校正装置构成为，在前述光路校正装置的激光的射出侧附加有光栅，该光栅使入射的不同波长的线偏振光衍射成0次光和±1次光的3个光束。
权利要求3所述的光路校正装置构成为，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板以及前述第三波长板贴合而一体化的结构。
权利要求4所述的光路校正装置构成为，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板、前述第三波长板以及前述光栅贴合而一体化的结构。
权利要求5所述的光路校正装置构成为，前述第一波长板、第二波长板以及第三波长板是具有双折射性的晶体。
权利要求6所述的光路校正装置构成为，前述第一双折射板和第二双折射板是铌酸锂或金红石。
权利要求7所述的光路校正装置构成为，前述波长λ1的线偏振光是660nm的波长的激光，前述波长λ2的线偏振光是785nm的波长的激光，前述波长λ3的线偏振光是405nm的波长的激光。
权利要求8所述的光拾取器构成为，具有：光源，其射出偏光方向相同且光路平行的三种不同波长的线偏振光；使来自该光源的三种线偏振光入射的、权利要求1至7所述的光路校正装置；第四波长板，从该光路校正装置射出的光线入射到第四波长板；以及物镜，其使从该第四波长板射出的光线聚光于光存储介质上。
权利要求9所述的光路校正装置具有：第一波长板，偏光方向相同且光路平行的三种不同波长λ1、波长λ2以及波长λ3的线偏振光入射到该第一波长板；第一双折射板，从该第一波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第一双折射板；第二波长板，透过了该第一双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二波长板；第二双折射板，从该第二波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二双折射板；以及第五波长板，透过了该第二双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第五波长板，其中，前述第一波长板针对波长λ1的线偏振光产生2π·m1的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生π·(2n1-1)的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q1的相位差(m1、n1、q1是整数)；前述第一双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ2的线偏振光成为普通光线，另一方面，波长λ1和波长λ3的线偏振光成为异常光线，当设校正光路的距离为d1，双折射板对普通光线的折射率为n0，双折射板对异常光线的折射率为ne，双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，双折射板的板厚为t1时，满足关系式t1＝d1·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；前述第二波长板针对波长λ1的线偏振光产生π·(2m2-1)的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生2π·n2的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q2的相位差(m2、n2、q2是整数)；前述第二双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ1和波长λ2的线偏振光成为异常光线，另一方面，波长λ3的线偏振光成为普通光线，当设校正光路的距离为d2，双折射板对普通光线的折射率为n0，双折射板对异常光线的折射率为ne，双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，双折射板的板厚为t2时，满足关系式t2＝d2·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；前述第五波长板针对波长λ1、波长λ2以及波长λ3的线偏振光产生π/2·(2r-1)的相位差(r是整数)。
权利要求10所述的光路校正装置构成为，在前述光路校正装置的激光的射出侧附加有光栅，该光栅使所入射的不同波长的线偏振光衍射成0次光和±1次光的3个光束。
权利要求11所述的光路校正装置构成为，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板以及前述第五波长板贴合而一体化的结构。
权利要求12所述的光路校正装置构成为，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板、前述第五波长板以及前述光栅贴合而一体化的结构。
权利要求13所述的光路校正装置构成为，前述第一波长板、第二波长板以及第五波长板是具有双折射性的晶体。
权利要求14所述的光路校正装置构成为，前述第一双折射板和第二双折射板是铌酸锂或金红石。
权利要求15所述的光路校正装置构成为，前述波长λ1的线偏振光是660nm的波长的激光，前述波长λ2的线偏振光是785nm的波长的激光，前述波长λ3的线偏振光是405nm的波长的激光。
权利要求16所述的光拾取器构成为具有：光源，其射出偏光方向相同且光路平行的三种不同波长的线偏振光；来自该光源的三种线偏振光所入射的、权利要求9至15所述的光路校正装置；以及物镜，其使从该光路校正装置射出的光线聚光于光存储介质上。
权利要求1、5、6、7和8所述的发明，实现了具有如下功能的光路校正装置，即：对3波长激光器射出的偏光方向相同的三种不同波长的线偏振光的光路进行校正，使三种不同波长的线偏振光在同一光路上进行传播，因而可容易地构成除了以往的CD、DVD等光盘以外，还与更大容量化的被称为BD的光盘对应的光拾取器，因此在使光拾取器成为3波长对应方面发挥大的效果。
权利要求2和10所述的发明，在光路校正装置的射出侧附加了光栅，因而可使从光路校正装置射出的激光成为3个光束，因此，可应对以下情况，即；当为了读取光盘而把激光照射到光盘上时，需要照射到形成于光盘的凹坑上的数据读写用的光，以及照射到凹坑两侧的槽上的跟踪用的光，在构成光拾取器方面发挥大的效果。
权利要求3、4、11和12所述的发明，将构成光路校正装置的光学要素贴合而实现层叠一体化，因而可使光路校正装置小型化，并可降低成本，因此在构成光拾取器方面发挥大的效果。
权利要求9、13、14、15和16所述的发明，使从光路校正装置射出的激光成为圆偏振光，因而除了权利要求1所述的发明的效果以外，还能去除在构成光拾取器时使用的1/4波长板，因此在光拾取器的小型化或者降低成本方面发挥大的效果。
附图说明
图1是示出本发明的光路校正装置的第一实施例的结构图。
图2示出把本发明的光路校正装置14应用于光拾取器的情况的示意图的例子。
图3是示出本发明的光路校正装置的第二实施例的结构图。
图4示出附加光栅使激光3光束化的例子。
图5示出把本发明的光路校正装置23应用于光拾取器的情况的示意图的例子。
图6是示出本发明的光路校正装置的第三实施例的结构图。
图7示出把本发明的光路校正装置26应用于光拾取器的情况的示意图的例子。
图8是示出本发明的光路校正装置的第四实施例的结构图。
图9示出把本发明的光路校正装置29应用于光拾取器的情况的示意图的例子。
图10是示出以往的光路校正装置的例子的结构图。
图11示出把以往的光路校正装置1应用于光拾取器的情况的示意图的例子。
符号说明
1：光路校正装置；2：波长板；3：双折射板；4：波长板；5：2波长激光器；6：光拾取器；7：半透半反镜；8：光盘；9：波长板；10：凹坑；11：聚光透镜；12：光检测器；13：监视光检测器；14：光路校正装置；15：第一波长板；16：第一双折射板；17：第二波长板；18：第二双折射板；19：第三波长板；20：3波长激光器；21：光拾取器；22：第四波长板；23：光路校正装置；24：光栅；25：光拾取器；26：光路校正装置；27：第五波长板；28：光拾取器；29：光路校正装置；30：光拾取器。
具体实施方式
以下，根据图示的实施例对本发明进行详细说明。
本发明中的与3波长激光器对应的光路校正装置使用2块双折射板，并发挥如下作用：使用第一双折射板使3波长激光器射出的波长λ1和波长λ2的激光在同一光路上传播，其次，使用第二双折射板使前述波长λ1和波长λ2的激光、以及3波长激光器射出的波长λ3的激光在同一光路上传播。
图1是示出本发明的光路校正装置的第一实施例的结构图，示出了立体图。光路校正装置14具有第一波长板15、第一双折射板16、第二波长板17、第二双折射板18以及第三波长板19，配置在3波长激光器20的前方。在本第一实施例中，作为3波长激光器20，如图1所示，关于三个光源，在由A1、A2、A3、A4的点构成的四边形的A1、A2、A3，例如在A1点配置射出波长λ1＝660nm的激光的红色激光器，在A2点配置射出波长λ2＝785nm的激光的红外激光器，在A3点配置射出波长λ3＝405nm的激光的蓝紫激光器，假定四边形的A1和A2间的距离、与A3和A4间的距离相同。
从3波长激光器20射出的波长650nm的激光S1、波长785nm的激光S2、以及波长405nm的激光S3是具有彼此相同的偏光方向的线偏振光，激光S1和激光S2以光路间隔d1-1，激光S3以与从前述3波长激光器20的说明中所示的A4点导出的光路的间隔d1-2，各自平行传播。
第一波长板15是具有双折射性的晶体或者高分子膜，并构成为，使从3波长激光器20射出的激光S2的偏光方向旋转90°，另一方面，激光S1和激光S3的偏光方向不旋转按原样射出，从而成为激光S2的偏光方向与激光S1和激光S3正交的线偏振光。
因此，第一波长板15构成为，针对波长λ2的激光S2作为1/2波长板执行功能，射出激光P2，即，把板厚设定成，对入射到第一波长板15的激光S1产生2π·m1的相位差，对激光S2产生π·(2n1-1)的相位差，对激光S3产生2π·q1的相位差(m1、n1、q1是整数)。
然后，第一双折射板16由具有双折射性的铌酸锂或金红石等晶体或液晶构成，其主截面构成为，相对于激光S1和S3的线偏振光平行，另一方面，相对于激光P2的线偏振光正交。
因此，从前述第一波长板15入射的激光P2相对于光轴Ao成为普通光线，在该状态下直行，透过第一双折射板16，偏光方向与激光P2正交的激光S1的线偏振光相对于光轴Ao成为异常光线，进行折射透射。把第一双折射板16的板厚t1-1设定成，使该折射后的激光S1在透过第一双折射板16时，在具有光路间隔d1-1进行传播的激光P2的光路上传播。
另一方面，激光S3的线偏振光相对于光轴Ao成为异常光线，进行折射透射。因此，把第一双折射板16的板厚t1-2设定成，当该折射后的激光S3透过第一双折射板16时，使激光S3在与激光S3的光路具有光路间隔d1-2的、从前述3波长激光器20的点A4的位置导出的光路上传播。在本实施例中，如前所述，由于d1-1＝d1-2，因而在第一双折射板16中，当把光路间隔设定为d1＝d1-1＝d1-2，把板厚设定为t1＝t1-1＝t1-2时，下式(1)的关系成立：
t1＝d1·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|…(1)
另外，n0是对普通光线的折射率，ne是对异常光线的折射率，θ是双折射板的主面法线与光轴所成的角度，通常期望的是设定为45°。
然后，透过了第一双折射板16的激光S1、激光P2以及激光S3入射到第二波长板17。第二波长板17与第一波长板15一样，是具有双折射性的晶体或者高分子膜，并执行如下功能：使透过了第一双折射板16的激光S1的偏光方向旋转90°，另一方面，使激光P2的偏光方向不旋转按原样射出，从而使激光S1成为向与激光P2相同的方向偏光的线偏振光的激光P1，另一方面，使激光S3在偏光方向不旋转的状态下射出。
因此，第二波长板17构成为针对波长λ1的激光S1作为1/2波长板执行功能，即，把板厚设定成，针对入射到第二波长板17的激光S1产生π·(2m2-1)的相位差，针对激光S2产生2π·n2的相位差，针对激光S3产生2π·q2的相位差(m2、n2、q2是整数)。
然后，从第二波长板17射出的激光P1、激光P2以及激光S3入射到第二双折射板18。第二双折射板18与第一双折射板16一样，由具有双折射性的铌酸锂或金红石等晶体或液晶构成，其主截面构成为相对于激光P1和激光P2的线偏振光平行，另一方面，相对于激光S3的线偏振光正交。
因此，从前述第二波长板17入射的激光S3相对于光轴Ao成为普通光线，在该状态下直行，透过第二双折射板18，偏光方向与激光S3正交的激光P1和激光P2的线偏振光相对于光轴Ao成为异常光线，进行折射透射。把第二双折射板18的板厚t2设定成，使该折射后的激光P1和激光P2在透过第二双折射板18时，在与激光S3相同的光路上传播。
因此，在前述板厚t2、激光P1和激光P2、以及激光S3的线偏振光的光路间隔d2之间，下式(2)的关系成立：
t2＝d2·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|…(2)
另外，n0是对普通光线的折射率，ne是对异常光线的折射率，θ是双折射板的主面法线与光轴所成的角度，通常期望的是设定为45°。
然后，透过了第二双折射板18的激光P1、激光P2以及激光S3入射到第三波长板19。第三波长板19与第一波长板15和第二波长板17一样，是具有双折射性的晶体或者高分子膜，并执行如下功能：使透过了第二双折射板18的激光P1和激光P2的偏光方向旋转90°，另一方面，使激光S3的偏光方向不旋转按原样射出，从而把激光P1和激光P2转换成与激光S3相同偏光方向的激光S1和激光S2，使三种激光全部成为向同一方向偏光的线偏振光。
因此，第三波长板19构成为针对波长λ1的激光P1和波长λ2的激光P2作为1/2波长板执行功能，即，把板厚设定成，针对透过第二双折射板18的激光S1产生π·(2m3-1)的相位差，针对激光S2产生π·(2n3-1)的相位差，针对激光S3产生2π·q3的相位差(m3、n3、q3是整数)。
如以上说明那样，本第一实施例中的光路校正装置使三种波长的激光在同一光路上传播，并使射出的三种激光成为偏光方向相同的线偏振光。
另外，在图1所示的说明光路校正装置的动作的图中，把构成光路校正装置14的光学部件隔开规定间隔来配置，然而也可以使构成光路校正装置14的光学部件贴合进行层叠一体化来实现小型化。
并且，当在前述3波长激光器的A4点的位置形成新波长的光源来实现4波长激光器时，可使用本发明的光路校正装置14，使4波长激光器平行射出的四种不同波长的激光在同一光路上传播。
下面，对把本发明的光路校正装置用于光拾取器的实施例进行说明。
图2示出把本发明的光路校正装置14应用于光拾取器的情况的示意图的例子。光拾取器21由以下构成：3波长激光器20，其射出偏光方向相同且相互平行传播的三种不同波长的线偏振光；光路校正装置14，其进行光路校正，以使该3波长激光器20射出的激光S1、激光S2以及激光S3在同一光路上传播；半透半反镜7，其以规定的比率将从该光路校正装置14射出的激光分离；第四波长板22，在该半透半反镜7的分离面进行90°反射的激光入射到该第四波长板22，转换成圆偏振光，并且该第四波长板22把作为从后述的物镜射出的来自光盘8的反射光的圆偏振光转换成线偏振光；物镜11，其把从该第四波长板22射出的圆偏振光聚光在形成于光盘8的凹坑10，并且在该凹坑10上被反射的激光入射到该物镜11；光检测器12，其经由前述半透半反镜7检测从前述第四波长板22射出的线偏振光；以及监视光检测器13，其对透过前述半透半反镜7的分离面的3波长激光器20的射出级别进行监视。
对图2的动作进行说明，从3波长激光器20射出的例如波长650nm的激光S1、波长780nm的激光S2、以及波长405nm的激光S3是具有彼此相同的偏光方向的线偏振光，激光S1、激光S2以及激光S3以规定的光路间隔平行传播，入射到光路校正装置14。在光路校正装置14中，如前所述，使用多个波长板和双折射板进行光路校正，以使3波长激光器20射出的激光S1、激光S2以及激光S3在同一光路上传播。并且，关于从光路校正装置14射出的激光，激光S1、激光S2以及激光S3全都是偏光方向相同的线偏振光，将三种激光汇集作为激光L9。
然后，从光路校正装置14射出的激光L9入射到半透半反镜7，例如，分别分离成：激光L9中的约90％在分离面进行90°反射的激光L10，以及前述激光L9的约10％透过分离面的激光L11。此时，由于入射到半透半反镜7的激光是3波长的偏光方向相同的线偏振光，因而形成于半透半反镜7上的由光学薄膜构成的分离面针对偏光方向相同的线偏振光不具有波长依赖性，因此三种波长的激光的透过率不变化。
然后，由半透半反镜7反射的激光L10入射到第四波长板22。第四波长板22作为1/4波长板执行功能，由于相位偏离90°，因而成为3波长全都是圆偏振光的激光L12。
从第四波长板22射出、成为圆偏振光的激光L12由聚光透镜11聚光而成为激光L13，照射到形成于光盘8的凹坑10。
因此，圆偏振光的激光L13成为在凹坑10的表面根据镜面对称关系进行了逆旋转的圆偏振光的激光L14，被反射。被反射的圆偏振光的激光L14通过前述聚光透镜11成为激光L15而入射到第四波长板22，被转换成线偏振光而射出。该射出的线偏振光的激光L16成为偏光方向与被前述半透半反镜7反射而入射到第四波长板22的线偏振光的激光L10正交的线偏振光，由于照射到光盘8上的激光与由光盘8反射的激光相互不干扰，因而不会引起光学特性的劣化。然后，从第四波长板22射出的激光L16入射到半透半反镜7，按原样透过该半透半反镜7而入射到光检测器12，读出写入在光盘内的信息。
另一方面，透过了半透半反镜7的规定量的前述激光L11入射到监视光检测器13，对3波长激光器20射出的激光的射出级别进行监视。在光拾取器中，需要使激光元件射出的激光的射出级别保持恒定，在监视用的光检测器中接收激光的一部分，通过APC电路(未作图示)控制激光元件的驱动电路，使激光的射出级别保持恒定。
下面，对本发明的光路校正装置的第二实施例进行说明。一般，当为了读取光盘而把激光照射到光盘上时，需要：照射到形成于光盘的凹坑上的数据读写用的光、以及照射到凹坑两侧的槽上的跟踪用的光，在该情况下，要求使激光进行3光束化，第二实施例把光路校正装置的射出光进行了3光束化。因此，在第一实施例中所说明的光路校正装置的激光的射出侧附加使激光衍射的光栅，使线偏振光3光束化而射出。
图3是示出本发明的光路校正装置的第二实施例的结构图，示出了立体图。光路校正装置23具有第一波长板15、第一双折射板16、第二波长板17、第二双折射板18、第三波长板19以及光栅24，配置在3波长激光器20的前方。
另外，在图3中，把构成光路校正装置23的光学部件隔开规定间隔来配置，然而也能使构成光路校正装置23的光学部件贴合进行层叠一体化来实现小型化。
本第二实施例与图1所示的第一实施例中的光路校正装置相比，不同之处仅在于，在射出成为线偏振光的激光的第三波长板19的射出侧附加了光栅24，因而对光栅24的作用进行说明，由于其它要素的动作与第一实施例相同，因而省略说明。
图4示出附加光栅使激光3光束化的例子。光栅24在基板的单面上以规定的深度和间距一面地形成具有规定折射率的格子，通过适当地设定前述深度和间距，针对期望波长的激光，使入射的激光衍射成作为主光束的0次光、以及作为侧光束的二种±1次光。
因此，图3所示的本实施例中的光路校正装置23使从第三波长板19射出的线偏振光的激光入射到光栅24，衍射成3个光束的激光。
图5示出把本发明的光路校正装置23应用于光拾取器的情况的示意图的例子。光拾取器25由以下构成：3波长激光器20，其射出偏光方向相同且相互平行传播的三种不同波长的线偏振光；光路校正装置23，其进行光路校正，以使该3波长激光器20射出的激光S1、激光S2以及激光S3在同一光路上传播；半透半反镜7，其以规定比率分离从该光路校正装置23射出的激光；第四波长板22，在该半透半反镜7的分离面进行90°反射的激光入射到该第四波长板22，转换成圆偏振光，并且该第四波长板22把从后述的物镜射出的来自光盘8的反射光即圆偏振光的激光转换成线偏振光；物镜11，其把从该第四波长板22射出的圆偏振光聚光在形成于光盘8的凹坑10上，并且在该凹坑10上被反射的激光入射到该物镜11；光检测器12，其经由前述半透半反镜7检测从前述第四波长板22射出的线偏振光；以及监视光检测器13，其对透过前述半透半反镜7的分离面的3波长激光器20的射出级别进行监视。
使用本第二实施例的光路校正装置23的光拾取器25，与图2所示的使用第一实施例的光路校正装置14的光拾取器21相比，不同之处仅在于，在光路校正装置14的射出侧附加了光栅24，因而仅对与该光栅相关联的部分进行说明，其它部分的动作由于与光拾取器21相同，因而省略说明。
从光路校正装置23射出、并借助衍射作用而3光束化的激光L17入射到半透半反镜7，分别分离成：激光L17中的约90％在分离面进行90°反射的激光L18，以及前述激光L17的约10％透过分离面的激光L19。
然后，由半透半反镜7反射的3光束化的激光L18入射到第四波长板22。第四波长板22作为1/4波长板执行功能，转换成3波长全都是圆偏振光的激光L20。从第四波长板22射出的转换成圆偏振光的激光L20由透镜11聚光而成为激光L21，照射到形成于光盘8的凹坑10上。于是，圆偏振光的激光L21成为在凹坑10的表面根据镜面对称关系进行了逆旋转的圆偏振光的激光L22，被反射。被反射的圆偏振光的激光L22通过前述聚光透镜11成为激光L23而入射到第四波长板22，被转换成线偏振光的激光L24而射出。该射出的线偏振光的激光L24是偏光方向与被前述半透半反镜7反射而入射到第四波长板22的线偏振光的激光L18正交的线偏振光。然后，激光L24入射到半透半反镜7，按原样透过该半透半反镜7而入射到光检测器12，读出写入在光盘内的信息。
另一方面，透过了半透半反镜8的前述激光L19入射到监视光检测器13，对3波长激光器20射出的激光的射出级别进行监视。在光拾取器中，需要使激光元件射出的激光的射出级别保持恒定，在监视用的光检测器中接收激光的一部分，通过APC电路(未作图示)控制激光元件的驱动电路，使激光的射出级别保持恒定。如以上说明那样，本实施例中的光拾取器可使用光路校正装置23使照射到光盘上的激光3光束化。
下面，对本发明的光路校正装置的第三实施例进行说明。在前述的光拾取器21中，为使照射到光盘8上的激光与由光盘8反射的激光在光拾取器21的光学系统中不会相互干扰而引起光学特性的劣化，使用第四波长板22使照射到光盘8上的激光成为圆偏振光，然而在本第三实施例中，其特征在于，使从光路校正装置射出的激光成为圆偏振光，从光拾取器中去除了第四波长板。
图6是示出本发明的光路校正装置的第三实施例的结构图，示出了立体图。光路校正装置26具有第一波长板15、第一双折射板16、第二波长板17、第二双折射板18以及第五波长板27，配置在3波长激光器20的前方。在本第三实施例中，3波长激光器20的功能、第一波长板15的功能、第一双折射板16的功能、第二波长板17的功能、以及第二双折射板18的功能与图1所示的为相同功能，因而省略说明，对第五波长板27的功能进行说明。
透过了第二双折射板18的激光P1、激光P2以及激光S3入射到第五波长板27。第五波长板27是具有双折射性的晶体或者高分子膜，发挥如下作用：当透过了第二双折射板18的三种线偏振光入射时，使线偏振光的普通光分量和非常光分量的相位差为90°，因而第五波长板27的射出光将相位相互偏离90°的普通光分量和异常光分量合成而成为圆偏振光。
因此，第五波长板27构成为作为1/4波长板执行功能，把波长板的板厚设定成，针对激光P1产生π/2·(2r-1)的相位差，并且针对激光P2也产生π/2·(2r-1)的相位差，以及针对激光S3也产生π/2·(2r-1)的相位差。
如以上说明那样，本第三实施例中的光路校正装置26使三种波长的激光在同一光路上传播，并使射出的三种激光成为圆偏振光。另外，在图6所示的对光路校正装置的动作进行说明的图中，把构成光路校正装置26的光学部件隔开规定间隔来配置，然而也能使构成光路校正装置26的光学部件贴合进行层叠一体化来实现小型化。
下面，对把本发明的光路校正装置26用于光拾取器的实施例进行说明。
图7示出把本发明的光路校正装置26应用于光拾取器的情况的示意图的例子。光拾取器28由以下构成：3波长激光器20，其射出偏光方向相同且相互平行传播的三种不同波长的线偏振光；光路校正装置26，其进行光路校正，以使该3波长激光器20射出的激光S1、激光S2以及激光S3在同一光路上传播，并使三种激光作为圆偏振光射出；半透半反镜7，其以规定的比率分离从该光路校正装置26射出的激光；物镜11，在该半透半反镜7的分离面进行90°反射的激光入射到该物镜11，聚光在形成于光盘8的凹坑10上，并且在该凹坑10上被反射的激光入射到该物镜11；光检测器12，其经由前述半透半反镜7检测透过了物镜11的激光；以及监视光检测器13，其对透过前述半透半反镜7的分离面的3波长激光器20的射出级别进行监视。
对图7的动作进行说明，从3波长激光器20射出的例如波长650nm的激光S1、波长780nm的激光S2、以及波长405nm的激光S3是具有彼此相同的偏光方向的线偏振光，激光S1、激光S2以及激光S3以规定的光路间隔平行传播，入射到光路校正装置26。在光路校正装置26中，如前所述，使用多个波长板和双折射板进行光路校正，以使3波长激光器20射出的激光S1、激光S2以及激光S3在同一光路上传播，并使三种激光作为圆偏振光射出。将这三种圆偏振光的激光汇集成激光L25。
然后，从光路校正装置26射出的激光L25入射到半透半反镜7，例如，分别分离成：激光L25中的约90％在分离面被进行90°反射成激光L26，以及前述激光L25的约10％透过分离面成激光L27。
然后，由半透半反镜7反射的激光L26由聚光透镜11聚光而成为激光L28，照射到形成于光盘8的凹坑10上。
于是，圆偏振光的激光L28成为在凹坑10的表面根据镜面对称关系进行了逆旋转的圆偏振光的激光L29被反射。被反射的圆偏振光的激光L29透过前述聚光透镜11而成为激光L30，激光L30入射到半透半反镜7。激光L30照原样透过该半透半反镜7，入射到光检测器12，读出写入在光盘内的信息。
另一方面，透过了半透半反镜7的规定量的前述激光L27入射到监视光检测器13，对3波长激光器20射出的激光的射出级别进行监视。在光拾取器中，需要使激光元件射出的激光的射出级别保持恒定，在监视用的光检测器中接收激光的一部分，通过APC电路(未作图示)控制激光元件的驱动电路，使激光的射出级别保持恒定。
下面，对本发明的光路校正装置的第四实施例进行说明。如在光路校正装置的第二实施例中所说明的那样，一般，当为了读取光盘而把激光照射到光盘上时，需要：照射到形成于光盘的凹坑上的数据读写用的光、以及照射到凹坑的两侧的槽上的跟踪用的光，在该情况下，要求使激光3光束化，第四实施例使光路校正装置的射出光3光束化。因此，在第三实施例中所说明的光路校正装置的射出侧附加使激光衍射的光栅，使圆偏振光3光束化而射出。
图8是示出本发明的光路校正装置的第四实施例的结构图，示出了立体图。光路校正装置29具有第一波长板15、第一双折射板16、第二波长板17、第二双折射板18、第五波长板27以及光栅24，配置在3波长激光器20的前方。
另外，在图8中，把构成光路校正装置29的光学部件隔开规定间隔来配置，然而也能使构成光路校正装置29的光学部件贴合来进行层叠一体化而实现小型化。
本第四实施例与图6所示的第三实施例中的光路校正装置相比，不同之处仅在于，在射出圆偏振光的第五波长板27的射出侧附加了光栅24。并且，光栅24的功能与使用图4所说明的相同。因此，光路校正装置29对3波长激光器20射出的具有同一偏光方向且平行传播的三种不同波长的激光的光路进行校正使它们在同一光路上传播，并使从第五波长板27射出的圆偏振光入射到光栅24，衍射成3光束的激光而射出。
然后，图9示出把本发明的光路校正装置29应用于光拾取器的情况下的示意图的例子。光拾取器30由以下构成：3波长激光器20，其射出偏光方向相互平行的三种不同波长的线偏振光；光路校正装置29，其进行光路校正，以使该3波长激光器20射出的激光S1、激光S2以及激光S3在同一光路上传播，并射出圆偏振光的被3光束化的激光；半透半反镜7，其以规定的比率分离该光路校正装置29射出的激光；物镜11，在该半透半反镜7的分离面进行90°反射的激光入射到该物镜11，使该入射的激光聚光在形成于光盘8的凹坑10上，并且在该凹坑10上被反射的激光入射到该物镜11；光检测器12，其经由前述半透半反镜7检测透过该物镜11的激光；以及监视光检测器13，其对透过前述半透半反镜7的分离面的3波长激光器20的射出级别进行监视。
使用本第四实施例的光路校正装置29的光拾取器30，与图7所示的使用第三实施例的光路校正装置26的光拾取器28相比，不同之处仅在于，在光路校正装置26的激光的射出侧附加了光栅24，因而仅对与该光栅相关联的部分进行说明，其它部分的动作由于与光拾取器28相同，因而省略说明。
从光路校正装置29射出、借助于衍射作用而3光束化的激光L31入射到半透半反镜7，分别分离成：激光L31中的约90％在分离面被90°反射的激光L32，以及前述激光L31的约10％透过分离面的激光L33。
然后，由半透半反镜7反射的激光L32由聚光透镜11聚光而成为激光L34，照射到形成于光盘8的凹坑10上。因此，圆偏振光的激光L34成为在凹坑10的表面根据镜面对称关系进行了逆旋转的圆偏振光的激光L35，被反射。被反射的圆偏振光的激光L35透过前述聚光透镜11成为激光L36，然后，激光L36入射到半透半反镜7，按原样透过该半透半反镜7，入射到光检测器12，读出写入在光盘内的信息。
另一方面，透过了半透半反镜7的规定量的前述激光L33入射到监视光检测器13，对3波长激光器20射出的激光的射出级别进行监视。在光拾取器中，需要使激光元件射出的激光的射出级别保持恒定，在监视用的光检测器中接收激光的一部分，通过APC电路(未作图示)控制激光元件的驱动电路，使激光的射出级别保持恒定。
如以上说明那样，本实施例中的光拾取器可使用光路校正装置29使照射到光盘上的圆偏振光的激光3光束化。

Claims (16)

1.一种光路校正装置，具有：第一波长板，偏光方向相同且光路平行的三种不同波长λ1、波长λ2以及波长λ3的线偏振光入射到该第一波长板；第一双折射板，从该第一波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第一双折射板；第二波长板，透过了该第一双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二波长板；第二双折射板，从该第二波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二双折射板；以及第三波长板，透过了该第二双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第三波长板，其特征在于，
前述第一波长板针对波长λ1的线偏振光产生2π·m1的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生π·(2n1-1)的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q1的相位差(m1、n1、q1是整数)；
前述第一双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ2的线偏振光成为普通光线，另一方面，波长λ1和波长λ3的线偏振光成为异常光线，当设校正光路的距离为d1，设双折射板对普通光线的折射率为n0，设双折射板对异常光线的折射率为ne，设双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，设双折射板的板厚为t1时，满足关系式t1＝d1·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；
前述第二波长板针对波长λ1的线偏振光产生π·(2m2-1)的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生2π·n2的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q2的相位差(m2、n2、q2是整数)；
前述第二双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ1和波长λ2的线偏振光成为异常光线，另一方面，波长λ3的线偏振光成为普通光线，当设校正光路的距离为d2，设双折射板对普通光线的折射率为n0，设双折射板对异常光线的折射率为ne，设双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，设双折射板的板厚为t2时，满足关系式t2＝d2·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；
前述第三波长板针对波长λ1的线偏振光产生π·(2m3-1)的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生π·(2n3-1)的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q3的相位差(m3、n3、q3是整数)。
2.根据权利要求1所述的光路校正装置，其特征在于，在前述光路校正装置的激光的射出侧附加有光栅，该光栅使入射的不同波长的线偏振光衍射成0次光和±1次光的3个光束。
3.根据权利要求1所述的光路校正装置，其特征在于，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板以及前述第三波长板贴合而一体化的结构。
4.根据权利要求2所述的光路校正装置，其特征在于，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板、前述第三波长板以及前述光栅贴合而一体化的结构。
5.根据权利要求1至4所述的光路校正装置，其特征在于，前述第一波长板、第二波长板以及第三波长板是具有双折射性的晶体。
6.根据权利要求1至5所述的光路校正装置，其特征在于，前述第一双折射板和第二双折射板是铌酸锂或金红石。
7.根据权利要求1至6所述的光路校正装置，其特征在于，前述波长λ1的线偏振光是660nm的波长的激光，前述波长λ2的线偏振光是785nm的波长的激光，前述波长λ3的线偏振光是405nm的波长的激光。
8.一种光拾取器，其特征在于，具有：
光源，其射出偏光方向相同且光路平行的三种不同波长的线偏振光；
使来自该光源的三种线偏振光入射的、权利要求1至7所述的光路校正装置；
第四波长板，从该光路校正装置射出的光线入射到第四波长板；以及
物镜，其使从该第四波长板射出的光线聚光于光存储介质上。
9.一种光路校正装置，具有：第一波长板，偏光方向相同且光路平行的三种不同波长λ1、波长λ2以及波长λ3的线偏振光入射到该第一波长板；第一双折射板，从该第一波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第一双折射板；第二波长板，透过了该第一双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二波长板；第二双折射板，从该第二波长板射出的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第二双折射板；以及第五波长板，透过了该第二双折射板的前述三种不同波长的线偏振光入射到该第五波长板，其特征在于，
前述第一波长板针对波长λ1的线偏振光产生2π·m1的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生π·(2n1-1)的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q1的相位差(m1、n1、q1是整数)；
前述第一双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ2的线偏振光成为普通光线，另一方面，波长λ1和波长λ3的线偏振光成为异常光线，当设校正光路的距离为d1，双折射板对普通光线的折射率为n0，双折射板对异常光线的折射率为ne，双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，双折射板的板厚为t1时，满足关系式t1＝d1·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；
前述第二波长板针对波长λ1的线偏振光产生π·(2m2-1)的相位差，针对波长λ2的线偏振光产生2π·n2的相位差，针对波长λ3的线偏振光产生2π·q2的相位差(m2、n2、q2是整数)；
前述第二双折射板配置成，使得相对于其光轴，从前述第一波长板射出的波长λ1和波长λ2的线偏振光成为异常光线，另一方面，波长λ3的线偏振光成为普通光线，当设校正光路的距离为d2，双折射板对普通光线的折射率为n0，双折射板对异常光线的折射率为ne，双折射板的主面法线与光轴所成的角度为θ，双折射板的板厚为t2时，满足关系式t2＝d2·|(n02·tanθ+ne2)/((n02-ne2)·tanθ)|；
前述第五波长板针对波长λ1、波长λ2以及波长λ3的线偏振光产生π/2·(2r-1)的相位差(r是整数)。
10.根据权利要求9所述的光路校正装置，其特征在于，在前述光路校正装置的激光的射出侧附加有光栅，该光栅使所入射的不同波长的线偏振光衍射成0次光和±1次光的3个光束。
11.根据权利要求9所述的光路校正装置，其特征在于，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板以及前述第五波长板贴合而一体化的结构。
12.根据权利要求10所述的光路校正装置，其特征在于，具有将前述第一波长板、前述第一双折射板、前述第二波长板、前述第二双折射板、前述第五波长板以及前述光栅贴合而一体化的结构。
13.根据权利要求9至12所述的光路校正装置，其特征在于，前述第一波长板、第二波长板以及第五波长板是具有双折射性的晶体。
14.根据权利要求9至13所述的光路校正装置，其特征在于，前述第一双折射板和第二双折射板是铌酸锂或金红石。
15.根据权利要求9至14所述的光路校正装置，其特征在于，前述波长λ1的线偏振光是660nm的波长的激光，前述波长λ2的线偏振光是785nm的波长的激光，前述波长λ3的线偏振光是405nm的波长的激光。
16.一种光拾取器，其特征在于，具有：
光源，其射出偏光方向相同且光路平行的三种不同波长的线偏振光；
来自该光源的三种线偏振光所入射的、权利要求9至15所述的光路校正装置；以及
物镜，其使从该光路校正装置射出的光线聚光于光存储介质上。
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